了解鈣鎂氟在蒸發(fā)器運行中的危害和處理方法

       蒸發(fā)器處理廢水時，所處理的廢水中經(jīng)常會含有一定量的鈣鎂氟，由于鈣鎂氟離子的硫酸鹽溶解度較小，在進(jìn)料液蒸發(fā)過程中易結(jié)垢，嚴(yán)重影響蒸發(fā)器廢水處理設(shè)備的穩(wěn)定運行，所以需要前期的預(yù)處理能降低鈣鎂氟元素的含量，使得蒸發(fā)器設(shè)備更加安全穩(wěn)定的運行。（小編曾寫有一篇關(guān)于延緩蒸發(fā)器硫酸鹽結(jié)垢的文章，有需要可以點擊）
       一、鈣鎂氟離子在蒸發(fā)器運行中的危害
       1、鈣鎂離子：廢水中的鈣鎂離子，在不斷的蒸發(fā)濃縮之后形成晶核，易附著于蒸發(fā)器系統(tǒng)的換熱管表面，易導(dǎo)致蒸發(fā)系統(tǒng)的換熱管結(jié)垢，影響換熱效率甚至堵塞換熱管。鹽濃縮時，其濃度超過該溫度的溶解度時就會產(chǎn)生沉淀，有些鹽類，如硫酸鈣，硫酸鎂，磷酸鈣等則隨溫度的升高溶解度下降并析出，可溶性的重碳酸鹽，如碳酸二氫鈣，碳酸二氫鎂受熱分解，產(chǎn)生難溶性的鹽也會導(dǎo)致沉淀結(jié)垢。
          Ca(H₂CO₃)₂ →CaCO₃↓ +CO₂+H₂O
          Mg(H₂CO₃)₂ →Mg(OH)₂↓ +2CO₂
       2、氟化物腐蝕原理：以鈦材為例，鈦材料具備良好的抗腐蝕性，這和它表明能夠快速形成致密的氧化膜，這些氧化膜能夠保護(hù)內(nèi)部鈦不被繼續(xù)氧化。氟化物能夠與氫離子結(jié)合形成氟化氫，氟化氫能優(yōu)先吸附于鈦表面氧化膜的某些點上，排擠掉氧原子，然后和氧化膜中的鈦離子結(jié)合形成可溶性氟化物，使鈦發(fā)生點蝕，反應(yīng)方程如下：
       Ti₂O₃ +6HF=2TiF₃+3H₂O
       TiO₂+4HF=TiF₄+2H₂O
       TiO₂+2HF=H₂O+TiOF₂    
        表面氧化膜破壞發(fā)生多孔性改變后，導(dǎo)致深部鈦的暴露。鈦是一種活性很高的金屬，再含氫或析氫蝕環(huán)境中會持續(xù)吸收氫，在鈦晶面生產(chǎn)TiH₂，會加速鈦的腐蝕進(jìn)程。

       二、針對鈣鎂氟離子危害的處理方法
       1、鈣鎂離子的預(yù)處理方法
       （1）晶種法：通過在濃鹽廢水中加入一定的硫酸鈣或氯化鈣作為晶種，利用與垢物相同的晶體表面對垢物的親和力，降低廢水中的硫酸鈣過飽和度，使廢水中析出的硫酸鈣分子優(yōu)先附著在懸浮的晶種上，而不是沉積在加熱管內(nèi)壁上，達(dá)到了防垢目的。
       （2）加阻垢劑法：通過添加阻垢劑，去螯合廢水中的金屬結(jié)垢離子，防止它們與碳酸根硫酸根結(jié)合而結(jié)垢。
       （3）加酸法：加酸，調(diào)節(jié)PH≤5.0，出去碳酸或碳酸氫根，防止結(jié)碳酸鈣垢。
       （4）凈化預(yù)處理法：采用硬度和堿度去除工藝，去除濃鹽酸廢水中的鈣鎂離子，防止產(chǎn)生碳酸鈣和硫酸鈣結(jié)垢。

（運行一年來正常維護(hù)時所拍攝的管式換熱器圖）

       2、氟離子預(yù)處理
       （1）熟石灰
　　熟石灰在除氟過程中主要起沉淀和調(diào)節(jié)pH值的作用。含氟廢水主要含有氟化氫和氟化鈣鹽。采用熟石灰（Ca（OH）₂）進(jìn)行中和反應(yīng)，生成難溶的氟化鈣（CaF₂），以固液分離手段從廢水中去除。反應(yīng)式為：
2F- + Ca₂+ →CaF₂↓
　　在25℃時，CaF₂在水中的飽和溶解度為16.5mg/L，其中F-離子占8.03mg/L。處理后出水中溶解性CaF2簡單地用Ca（OH）₂去中和含氟廢水，結(jié)果無法達(dá)到現(xiàn)行國家廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。所以用Ca（OH）₂作為中和劑，應(yīng)用同離子效應(yīng)理論，控制處理后出水中CaF₂的飽和溶解度，使出水水質(zhì)符合國家有關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)。
　  （2）氯化鈣
　   同離子效應(yīng)理論認(rèn)為，在難溶電解質(zhì)的飽和溶液中，加入含有同離子的另一種電解質(zhì)時，原有的電解質(zhì)溶解度降低。含氟廢水中加入Ca（OH）₂，可以生成CaF₂。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，CaF₂的濃度不斷升高。當(dāng)CaF2的濃度超過了飽和溶解度時，就會有固體CaF₂析出。根據(jù)溶度積規(guī)則判斷。
Sp = [Ca₂+] [2F-]² 
　   式中：Sp ------ 溶度積常數(shù)
　   [Ca₂+] ------ 溶液中Ca₂+濃度
  　 [2F-] ------ 溶液中F-濃度
　   溶度積常數(shù)Sp只是隨溫度變化而變化。當(dāng)溫度一定時溶度積常數(shù)Sp則為一個定值。提高溶液中Ca₂+的濃度，F(xiàn)-的濃度就會相應(yīng)降低，從而使CaF₂的溶解度下降。
　   氯化鈣溶解性很好，能有效的提高溶液中鈣離子的濃度，當(dāng)與消石灰并用時產(chǎn)生同離子效應(yīng)。
工程中的一般作法是投加鹽酸（HCl），與投加的Ca（OH）₂反應(yīng)生成CaCl₂。
       綜上，蒸發(fā)器生產(chǎn)廠家康景輝認(rèn)為，在工業(yè)廢水處理時，不僅僅只是提供一套蒸發(fā)器設(shè)備，還要針對不同的水質(zhì)進(jìn)行設(shè)計，提供整套運行穩(wěn)定、節(jié)約能耗的工業(yè)廢水處理的解決方案。